SUS430不锈钢带热处理表面屈服纹产生原因及预防控制措施

王 哲 肖锐锐 李保全

山东能源重装集团乾元不锈钢制造有限公司 山东 新泰 271222

前言

目前各个不锈钢带冲压公司为实现降低生产成本要求,加之受到国内外经济形势变化影响,原来使用SUS304材料做电脑以及Pad显示器边框的冲压件,现在正被SUS430材料所取代。公司根据市场变化,积极开发SUS430不锈钢钢带并已打开市场初具规模。前期生产SUS430钢带在光亮退火后表面产生屈服纹,严重影响了产品质量,尤其是成品在经过平整以后,其屈服纹越发明显(如下图示)。经过不断探索,目前已解决了SUS430不锈钢薄带连续退火后的屈服纹问题。下面从几个方面进行总结分析。

1 连续卧式退火炉结构特点对SUS400系铁素体不锈钢带热处理表面出现屈服纹的影响

连续卧式退火炉最大的特点就是“连续”和“卧式”。对于“连续”的特点来说来说就是在马弗炉出入侧各设置了一个活套,同时增加生产线的长度,为防止跑偏,需要设置多组纠偏辊；对于“卧式”的特点来说,需要克服钢带在炉内的下垂影响,因此,需要相对于立式炉更大的炉内张力和密封压力,而且,当马弗罐长度大于10 米时,需在炉内安装碳素托辊,这些结构对屈服纹都将产生影响。

1.1 活套的影响 为了保证生产的连续性以及工艺的稳定性,即在钢带焊接或者上下卷时仍需要保持光亮退火生产线上的钢带按原工艺速度运行,因此就必须在马弗炉前后各设置一个钢带暂存装置——活套。为了保证焊接以及上下卷的正常工作时间,一般活套是有多组上下导向辊组成,通过提升活套上导向辊增加上下导向辊的距离,实现钢带存储功能。为防止钢带跑偏就在其中间位置设置一组纠偏辊,辊通过偏转钢带来实现纠偏。这样钢带一边受力较大产生延伸,造成可能出现屈服纹。根据公司生产经验,由于未退火的SUS430硬度较高,因此马弗炉前一般不会产生屈服纹；但出了马弗炉后,由于SUS430钢带经过退火变软,在出侧活套纠偏处极易出现屈服纹,为减少张力的影响,一般单位张力设置在3—4千克/mm2。张力过小容易出现钢带跑偏现象,过高的话屈服纹路明显影响产品质量。而且屈服纹会随着张力的增加而变密变长,可达到边部50毫米以内都会出现,此屈服纹特点为长而密集、纹路方向交错,与密封装置、碳素辊等原因产生的纹路有明显不同,比较好区分。因此在设定好活套张力后需要及时检查钢带上下表面边缘是否存在屈服纹,出现后及时调整张力,可完全消除。

1.2 炉前炉后密封装置的影响 炉前炉后采用气缸压紧毛毡密封机构是目前通用的做法,即炉口上下毛毡分别与钢带上下表面接触,再由气缸将上下密封辊压紧毛毡起到防止保护气外泄、阻止空气进入的密封作用。此密封机构结构简单,操作灵活。但是由于下压驱动气缸一般只在一侧,另一侧采用操作手柄以便转动毛毡。因此,用于转动毛毡的那一端较松弛,造成SUS430钢带驱动侧和工作侧两边受力不同,张力分配不均匀,形成纵向屈服纹。由于缓冷区温度接近常温,因此由密封装置受力不均产生的屈服纹一般在马弗炉内形成,这种屈服纹具有短小、密集于钢卷边部成九十度夹角的特点,所以可以根据此特点来判断产生原因。对此可以在毛毡密封辊设置微调装置,用于调整两侧毛毡密封辊的行程,从而实现两侧压力相同,保证钢带表面受力均匀。

1.3 炉体碳素托辊的影响 正常使用的马弗罐炉内碳素托辊均处于水平状态,与钢带同步转动,对钢带不会产生明显影响。但是炉体变形会使个别的碳素辊不在水平状态,即碳素辊驱动侧与工作侧高度不一致,这样会在两个碳素托辊之间产生“扭劲”,“扭劲”会在钢带上产生与密封装置受力不均匀相同的屈服纹,因此,马弗罐安装前需要校准碳素托辊的水平度,从而避免产生屈服纹。

1.4 设备各辊磨损老化的影响 由于卧式连续光亮退火炉生产线较长,大量使用导向辊和张紧辊,当各辊表面橡胶出现磨损老化现象时,使得各个辊面受力不均衡,因此,需要及时更换老化的各辊,尤其是辊面出现裂纹,失去橡胶原有弹性而且受力面小的,必须更换。根据使用经验,一般3-5年更换一次。

2 炉内张力的影响

炉内张力过大都是SUS430 产生屈服纹的一个重要因素。张力过大,SUS430钢带过拉,屈服纹会更加明显。此时应当适当减少张力可使屈服纹消除或减轻,要想从根本上解决问题,需要保证退火前钢带板型较好、温度和速度匹配。

3 结论

市场目前走势来看想尽可能地用SUS430替代SUS304产品,因此在原有经验的基础上通过实践不断摸索,提前做好预防应对,特别是控制好炉内张力、出侧活套张力、密封与板型,只要应对得当,就一定能减轻或完全避免的。